一种基于流体拓扑优化的涡轮叶栅流道拓扑设计方法

摘要

一种基于流体拓扑优化的涡轮叶栅流道拓扑设计方法，属于涡轮气动设计领域。建立发动机涡轮叶栅流道拓扑优化的几何模型，确定设计域和出入口位置；构建关于流体的能量耗散、涡轮转动方向动量以及流体所占体积分数等三个目标函数；调整目标函数之间数量级确保量级相近，以此构建修正的多目标函数；定义相应边界条件并求解流场，利用伴随法求解伴随流场，输出伴随乘子，进行灵敏度分析计算；将目标函数值及其灵敏度代入MMA优化算法进行优化，更新设计变量；判断目标函数是否收敛，若否，则将更新的设计变量代入MMA优化算法继续迭代，若满足，则输出最终拓扑结果。无需给定几何信息及初始叶型，为发动机涡轮叶栅构型设计提供一种新思路。